特種陶瓷

    特種陶瓷在各國的發(fā)展?fàn)顩r 

    我國特種陶瓷的研究和生產(chǎn)在過去20年中得到很大發(fā)展，但在實(shí)際應(yīng)用、生產(chǎn)水平和工業(yè)化程度上仍然與發(fā)達(dá)國家相差甚遠(yuǎn)。在景德鎮(zhèn)高技術(shù)陶瓷國際博覽會上，專家預(yù)計(jì)，到2010年和2015年，我國特種陶瓷產(chǎn)值將分別達(dá)到300億元和450億元，市場需求巨大。

    我國特陶資源十分豐富，科研力量較強(qiáng)。截至2002年，我國從事特種陶瓷開發(fā)研制的高校、科研院所和生產(chǎn)企業(yè)已超過300家，其中研發(fā)生產(chǎn)功能陶瓷的單位占63.6%，研發(fā)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)陶瓷的單位占36.4%。中國科學(xué)院、上海硅酸鹽研究所、清華大學(xué)等對我國特種材料研究起到了重要的推動作用。

    特種陶瓷廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)械設(shè)備、燃?xì)饩咝袠I(yè)、汽車(摩托車)行業(yè)、紡織工業(yè)、機(jī)電行業(yè)、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高科技陶瓷的應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大。中國硅酸鹽學(xué)會晶體材料委員會副秘書長李云飛說：“我國各行業(yè)對新型材料的需求促進(jìn)了特陶行業(yè)的發(fā)展，市場需求的加大又再次促進(jìn)了特陶行業(yè)的發(fā)展?！睋?jù)了解，特陶可以“上天入地”，“上天”指特種陶瓷應(yīng)用于航天科技行業(yè)，“入地”指特種陶瓷可以應(yīng)用于汽車等行業(yè)。目前，特種陶瓷涵蓋了可用于電子行業(yè)的納米陶瓷、用于航天器的燒蝕材料、用于氣體泄漏檢測的氣敏陶瓷、與肌體相容的生物陶瓷、用于光學(xué)材料的透明陶瓷等。李云飛介紹，汽配產(chǎn)業(yè)已成為特種陶瓷的重要應(yīng)用領(lǐng)域，控制尾氣的催化轉(zhuǎn)換器就是由特種陶瓷制成的，單更換催化轉(zhuǎn)換器的市場就達(dá)到1100萬臺/年，利潤達(dá)到55億元/年。

    首先，特陶材料特別是結(jié)構(gòu)陶瓷技術(shù)性問題較大、成本高、可靠性低、重復(fù)性強(qiáng)，導(dǎo)致應(yīng)用面相對較窄；技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化有待加強(qiáng)，規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)和工藝裝備相對落后，急需改造；技術(shù)開發(fā)資金投入仍顯不足。

    其次，來自發(fā)達(dá)國家的競爭和國際貿(mào)易摩擦也是制約我國特陶業(yè)發(fā)展的因素。目前我國特陶產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)主要來自發(fā)達(dá)國家特陶企業(yè)的市場競爭。美國和日本在特陶生產(chǎn)方面發(fā)展十分迅速。日本是世界特種陶瓷最大的生產(chǎn)國，在世界特種陶瓷市場特別是電子陶瓷市場中占據(jù)主導(dǎo)地位。1995年日本占世界特種陶瓷市場的60%，2000年有所下降，但仍占50%。美國是世界特種陶瓷第二生產(chǎn)大國，美國高技術(shù)陶瓷的年均投入達(dá)到12億美元，在基礎(chǔ)研究和工藝技術(shù)上處于世界領(lǐng)先水平。西歐高技術(shù)陶瓷發(fā)展也比較快，目前歐洲研發(fā)的新型陶瓷剎車盤已用于超級跑車及奧迪A8的車身。

    中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所、功能陶瓷工程研究中心主任董顯林提出，在發(fā)展先進(jìn)陶瓷的研發(fā)時(shí)要做到：發(fā)揮優(yōu)勢，重點(diǎn)突出。先進(jìn)陶瓷材料無論是材料種類還是應(yīng)用范圍，覆蓋面都很廣，我們不可能面面俱到，必須堅(jiān)持“有所為，有所不為”的原則。在現(xiàn)有優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，集中力量，將國際研究前沿和國家重大需求有效地結(jié)合起來，謀求長遠(yuǎn)發(fā)展。同時(shí)，建立完善的研究開發(fā)體系，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)作用。先進(jìn)陶瓷往往具有明確的應(yīng)用前景和目標(biāo)產(chǎn)品，因此，應(yīng)建立起完整的研發(fā)體系，確保研究、開發(fā)和應(yīng)用的連續(xù)性。

    世界特種陶瓷發(fā)展迅猛

    目前，國外特種陶瓷按原料組成可分為：氧化鐵陶瓷、氧化鋁陶瓷、氧化鈦陶瓷、氧化硅陶瓷、碳化硅陶瓷和金屬陶瓷等。特種陶瓷的應(yīng)用范圍從電容器、濾波器、點(diǎn)火器、保溫材料、醫(yī)療器械和通訊元件等方向擴(kuò)展到航天、衛(wèi)星及半導(dǎo)體芯片等高新技術(shù)領(lǐng)域。據(jù)預(yù)測，世界特種陶瓷自2000年正以15%~20%的速度增長，到2010年銷售額可望達(dá)到1500億美元左右。

    近年來，中國科學(xué)院進(jìn)行了納米新陶瓷研制，發(fā)現(xiàn)納米金屬的奇異性能——超塑延展性，納米銅在室溫下可延伸50倍而不斷。同時(shí)，國家納米材料、納米碳酸鈣、硅基納米陶瓷粉及制品，列入國家組織實(shí)施的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)公告之內(nèi)。我國已成功地采用多種方法制成陶瓷顆粒材料，其中有氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁、氧化硅、碳化硅、氮化硅等?？茖W(xué)工作者為擴(kuò)大納米顆粒材料在陶瓷改性中的應(yīng)用，提出運(yùn)用納米添加技術(shù)，促使常規(guī)陶瓷的綜合性能大為改善之設(shè)想，這預(yù)示著特種陶瓷開發(fā)進(jìn)入新的“世界”，世界特種陶瓷產(chǎn)業(yè)將實(shí)現(xiàn)新的飛躍。